KR101912530B1 - Non-sweep analog wideband receiver for real-time receiving - Google Patents

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KR101912530B1
KR101912530B1 KR1020170075706A KR20170075706A KR101912530B1 KR 101912530 B1 KR101912530 B1 KR 101912530B1 KR 1020170075706 A KR1020170075706 A KR 1020170075706A KR 20170075706 A KR20170075706 A KR 20170075706A KR 101912530 B1 KR101912530 B1 KR 101912530B1
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이상엽
신정훈
박진성
우대웅
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a broadband receiver and, more specifically, to a broadband receiver for extracting a frequency by using a multi-band antenna array, a broadband power coupler, a broadband filter bank, a variable gain amplifier, and a detector, and comparing output voltages of different detectors with respective characteristics of a filter bank and input frequency bands.

Description

실시간 수신을 위한 논스윕형 아날로그 광대역 수신기{NON-SWEEP ANALOG WIDEBAND RECEIVER FOR REAL-TIME RECEIVING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a non-sweep type analog broadband receiver for real-

본 발명은 아날로그 광대역 수신기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다중 대역 안테나 어레이, 광대역 전력 결합기, 광대역 필터 뱅크, 가변이득 증폭기, 검파기를 이용하며, 필터 뱅크의 각각의 특성 및 입력되는 주파수 대역이 서로 다른 검파기들의 출력전압을 비교하여, 주파수를 추출해 내는 광대역 수신기에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to analogue broadband receivers, and more particularly, to an analogue broadband receiver using a multiband antenna array, a wideband power combiner, a broadband filter bank, a variable gain amplifier, a detector, For a broadband receiver that compares the output voltage of the detectors and extracts the frequency.

일반적으로 사용되는 스펙트럼 분석기와 같은 구조의 광대역 수신기는 수신기 출력단에 협대역 필터 뱅크를 이용하고 주파수 하향 변환을 위한 믹서에 인가되는 신호의 주파수를 스윕하여 협대역 필터를 통과할 수 있는 특정 대역 주파수의 출력을 생성하게 된다. A broadband receiver of the same architecture as a commonly used spectrum analyzer uses a narrowband filter bank at the receiver output and sweeps the frequency of the signal applied to the mixer for frequency downconversion to produce a specific band frequency Output.

그러나, 미지의 마이크로파를 수신할 경우에는, 위와 같이 주파수를 스윕하게 되면 한번 주파수를 광대역으로 스윕하여, 특정 주파수에서의 출력을 검출한 후에 그 신호를 분석을 할 수 있다는 점에서 실시간성이 떨어지게 된다. However, in the case of receiving unknown microwaves, if the frequency is swept as described above, the frequency can be swept into a wide band once, and the signal can be analyzed after an output at a specific frequency is detected. .

또한, 여러 종류의 광대역에 분포된 신호들에 대하여 실시간으로 수신하려고 하면, 주파수 스윕을 광대역으로 계속 수행하고 있어야 하므로, 스윕 시간 중 특정 구간에서는 특정 주파수의 신호를 수신할 수 없는 단점이 생기게 된다. In addition, when it is desired to receive signals distributed in various kinds of broadband in real time, a frequency sweep must be continuously performed in a wide band, so that there is a disadvantage that a specific frequency signal can not be received in a specific section of the sweep time.

이러한 광대역 수신기는 하드웨어 구성도 복잡해지며, 신호처리에도 막대한 신호처리 능력이 필요하다는 문제점이 있다.Such a wideband receiver has a problem that the hardware configuration is complicated and a vast amount of signal processing capability is required for signal processing.

1. 한국공개특허번호 제10-2016-013048호(2012.11.11)1. Korean Published Patent No. 10-2016-013048 (November 11, 2012)

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 다중 대역 안테나 어레이, 광대역 전력 결합기, 광대역 필터 뱅크, 가변이득 증폭기, 검파기를 이용하며, 필터 뱅크의 각각의 특성 및 입력되는 주파수 대역이 서로 다른 검파기들의 출력전압을 비교하여, 주파수를 추출해 내는 광대역 수신기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the problems according to the above background art, and it is an object of the present invention to provide a multi-band antenna array, a wideband power combiner, a wide band filter bank, a variable gain amplifier, It is an object of the present invention to provide a broadband receiver that compares output voltages of different detectors to extract frequencies.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 필터 뱅크의 각각의 특성 및 입력되는 주파수 대역이 서로 다른 검파기들의 출력전압을 비교하여, 주파수를 추출해 내는 광대역 수신기를 제공한다.The present invention provides a broadband receiver for extracting frequencies by comparing output voltages of different detectors with different characteristics of a filter bank and input frequency bands.

상기 광대역 수신기는,The wide-

미지의 신호인 광대역 수신기의 입력 신호들을 실시간 수신하는 다수의 안테나로 구성되는 안테나 블럭;An antenna block including a plurality of antennas for receiving input signals of a wideband receiver, which is an unknown signal, in real time;

상기 안테나 블럭으로부터 다수의 안테나의 출력 신호를 결합하는 광대역 전력 결합기;A broadband power combiner for combining output signals of the plurality of antennas from the antenna block;

상기 출력 신호를 차단하고 미리 설정되는 기준 신호를 입력함으로써 보정 안테나 출력 신호를 생성하는 스위치 블럭;A switch block for blocking the output signal and generating a correction antenna output signal by inputting a preset reference signal;

상기 보정 안테나 출력 신호를 분배하는 전력 분배기; 및A power divider for distributing the correction antenna output signal; And

배분된 보정 안테나 출력 신호들을 증폭하고 필터링하여 산출되는 최종 출력 신호들을 시간 영역에서 인접한 2개의 최종 출력 신호들로 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 입력 신호들을 판별하는 판별부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a determination unit for comparing the final output signals calculated by amplifying and filtering the distributed correction antenna output signals to two final output signals adjacent to each other in a time domain and determining the input signals according to a comparison result do.

이때, 상기 판별부는, 상기 배분된 보정 안테나 출력 신호들에 대한 이득을 가변하여 증폭 입력 신호들을 생성하는 다수의 광대역 가변 이득 증폭기; 상기 증폭 입력 신호들을 각각의 통과 대역 특성에 따라 필터링하여 출력 신호들을 생성하는 다수의 필터 뱅크; 및 상기 출력 신호들의 전력을 전압으로 전환하여 최종 출력 신호들을 생성하는 다수의 검파기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The discriminator includes a plurality of wide band variable gain amplifiers for varying a gain for the distributed correction antenna output signals to generate amplified input signals; A plurality of filter banks for filtering the amplified input signals according to respective passband characteristics to generate output signals; And a plurality of detectors for converting the power of the output signals into a voltage to generate final output signals.

또한, 상기 기준 신호는 CW(Continuos Wave) 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the reference signal may be a CW (Continuos Wave) signal.

또한, 상기 기준 신호는 상기 다수의 필터 뱅크의 센터 주파수에 맞는 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.The reference signal may be a signal corresponding to a center frequency of the plurality of filter banks.

또한, 상기 안테나 블럭은 다중 대역 안테나 어레이인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the antenna block may be a multi-band antenna array.

또한, 상기 광대역 수신기의 입력 신호들은 CW(Continuous Wave) 신호, 펄스 변조(Pulse Modulation) 신호, 및 RF(Radio Frequency) 신호의 주파수가 선형적으로 변하는 LFM(Linear Frequency Modulation)인 것을 특징으로 할 수 있다.The input signals of the wideband receiver are LFM (Linear Frequency Modulation) in which the frequency of a CW (Continuous Wave) signal, a pulse modulation signal, and a RF (Radio Frequency) have.

또한, 상기 판별부는 광대역 수신기의 입력 신호들을 판별하기 위해 상기 다수의 필터 뱅크의 전달 함수를 추가로 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.The determination unit may further include a transfer function of the plurality of filter banks to identify input signals of the wideband receiver.

또한, 상기 광대역 수신기는, 증폭기 및 필터 뱅크 앞단에서 검파기의 입력 동적 영역을 고려하여 신호를 가변적으로 증폭해서 인가해 줄 수 있는 가변 이득 증폭기;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The wideband receiver may further include an amplifier and a variable gain amplifier capable of variably amplifying and applying a signal in consideration of an input dynamic range of the detector at the front end of the filter bank.

본 발명에 따르면, 기존의 스윕형 광대역 수신기와는 달리, 실시간으로 미지의 마이크로파의 광대역 수신이 가능하다.  According to the present invention, unlike an existing sweep type broadband receiver, broadband reception of unknown microwave in real time is possible.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 광대역 단일 안테나가 아닌 각각의 주파수 대역을 갖는 다중 대역 안테나를 어레이 개념으로 사용함으로써 각 주파수 대역에 대하여 안테나 패턴을 최대한 유사하도록 설계할 수 있기 때문에, 이 발명을 응용하여 방향 탐지 기법에 적용할 경우, 방향 탐지에 보다 유리할 수 있다는 점을 들 수 있다.In addition, as another effect of the present invention, by using a multi-band antenna having respective frequency bands instead of a wideband single antenna as an array concept, it is possible to design the antenna pattern to be maximally similar to each frequency band. It can be said that it is more advantageous for direction detection when applied to direction detection.

또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 구성이 심플하기 때문에 크기, 가격, 신호 처리량 등에서 기존의 스윕형 수신기 대비 유리하다는 장점을 들 수 있다. Further, another advantage of the present invention is that it is advantageous in comparison with a conventional sweep type receiver in terms of size, price, and signal processing amount because the configuration is simple.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 수신을 위한 논스윕형 아날로그 광대역 수신기의 개념 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광대역 수신기의 세부 구성 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 각각의 필터 뱅크의 주파수 영역에서의 전달 함수이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 신호가 수신기에 입력되었을 때, 필터 뱅크 앞단의 주파수 영역에서의 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 신호가 수신기에 입력되었을 때, 인접한 두 필터에서의 출력으로 각각의 필터 뱅크의 전달함수 특성에 따라 출력되는 것을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 CW(Continuous Wave) 신호, 펄스 변조 신호, 그리고 LFM(Linear Frequency Modulation)이 걸린 펄스 변조 신호의 입력에 대해서, 시간 영역에서 인접한 두 필터 뱅크의 출력을 표시하는 파형도이다.
1 is a conceptual block diagram of a non sweep type analog broadband receiver for real time reception according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of the wideband receiver shown in FIG.
3 is a transfer function in the frequency domain of each filter bank shown in Fig.
FIG. 4 is a spectrum in the frequency domain at the front end of a filter bank when an unknown signal according to an embodiment of the present invention is input to a receiver.
FIG. 5 is a graph showing that, when an unknown signal according to an exemplary embodiment of the present invention is input to a receiver, the output from two adjacent filters is output according to transfer function characteristics of the respective filter banks.
6 shows the output of two filter banks adjacent in the time domain for input of a CW (Continuous Wave) signal, a pulse modulated signal, and a pulse modulated signal with LFM (Linear Frequency Modulation) according to an embodiment of the present invention. Fig.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term " and / or " includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 마이크로파의 실시간 수신 및 분석을 위한 광대역 수신기를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a broadband receiver for real-time reception and analysis of an unknown microwave according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 마이크로파의 실시간 수신을 위한 광대역 수신기의 개념 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 광대역 수신기는, 미지의 마이크로파를 실시간 수신하는 다수의 안테나로 구성되는 안테나 블럭(10), 안테나 블럭(10)으로부터 다수의 안테나의 출력을 결합하는 광대역 전력 결합기(104), 보정을 위한 스위치 블럭(105), 보정된 보정 안테나 출력 신호를 분배하는 전력 분배기(107), 분배된 분배 신호를 이용하여 신호의 주파수, 펄스유무, 및/또는 변조 여부를 판별하는 판별부(20) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 1 is a conceptual block diagram of a broadband receiver for real-time reception of an unknown microwave according to an embodiment of the present invention. 1, the broadband receiver includes an antenna block 10 configured by a plurality of antennas for receiving unknown microwave in real time, a broadband power combiner 104 for combining outputs of a plurality of antennas from the antenna block 10, A switch block 105 for correction, a power divider 107 for distributing the corrected correction antenna output signal, a discriminator 20 for discriminating the frequency, pulse presence and / or modulation of the signal using the distributed signal ), And the like.

판별부(20)는 이득을 여러 단계에 걸쳐 가변할 수 있는 다수의 광대역 증폭기, 각각의 통과 대역 특성이 다른 다수의 필터 뱅크, 및 전력을 전압으로 전환하여 출력하는 다수의 검파기 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 대해서는 도 2에 도시되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The determination unit 20 includes a plurality of broad-band amplifiers capable of varying gain over various stages, a plurality of filter banks having different passband characteristics, and a plurality of detectors for outputting power by switching the power to a voltage . This is shown in FIG. 2, and a detailed description thereof will be omitted.

주파수, 펄스유무, 및/또는 변조 여부를 판별하는 지에 대하여 부연설명을 하면, 특정 주파수 대역에서 검파기의 동적영역에 들어와 있는 신호의 peak (혹은 envelope)를 검출하여, 그 크기에 따라서 일정 전압값이나, 그것이 pulsed carrier라면 펄스로 출력을 하는 검파기의 특성을 이용하면 펄스 유무 판별 가능하다.(Or envelope) of a signal in a dynamic range of a detector in a specific frequency band is detected, and a predetermined voltage value or a predetermined voltage value is determined according to the magnitude of the peak If it is a pulsed carrier, it can be discriminated whether pulse is present or not by using the characteristic of a detector that outputs pulses.

주파수 및 LFM 여부는 아래 설명에 기술되어 있듯이 특정 주파수, 특정 전력값을 갖는 입력신호가 분기되어 두 개 이상의 필터뱅크로 입력 후 전달 함수에 따라서 출력되는 전압 값에 따라서 알 수 있다. 그런데, 필터 뱅크의 주파수 대역폭에 따라서 어느 한 뱅크에는 그 뱅크의 3dB대역폭 내에 있는 신호이기 때문에 그 값이 최대 출력 전압값으로 존재하게 되고, 그 주변 필터 뱅크에서는 (바로 이웃 필터가 아니더라도) 반드시 스커트 부분에 걸리는 부분이 존재할 수 있다. 따라서, 그 부분에서의 출력 값들과, 앞에서의 최대 출력 전압값을 비교하여 주파수를 매우 정밀하게는 아니지만 추정할 수 있다. 따라서, 3개 이상의 필터뱅크 출력을 이용하면 더 정밀해 질 수 있다. Frequency and LFM can be determined according to the voltage value that is output according to the transfer function after input into two or more filter banks by branching the input signal having a specific frequency and specific power value as described in the following description. However, since the signal is within a 3-dB bandwidth of the bank in a bank according to the frequency bandwidth of the filter bank, the value exists at the maximum output voltage value, and in the peripheral filter bank, May be present. Therefore, it is possible to estimate the frequency, not very precisely, by comparing the output values at that portion with the maximum output voltage values described above. Thus, using more than two filter bank outputs can be more precise.

곧, 각각의 필터 뱅크의 출력 전압을 전달 함수를 이용하여 입력 전력 값으로 역산 했을 때(여기서 주파수는 미지수, 단 어느 정도 범위(어떤 필터 뱅크의 주파수 대역폭 내)는 예측 가능), 두 개 이상의 전압 출력값에서의 전력으로의 역산 결과가 특정 주파수의 특정 입력 값을 갖는 입력 신호와 동일해 지도록 예측 주파수를 조절해 보게 되면 주파수를 알 수 있다. LFM에 대해서는 아래에 기술되어 있다.In other words, when the output voltage of each filter bank is inversely multiplied by the input power value using the transfer function (where the frequency is unknown, only a certain range (predictable within the frequency bandwidth of any filter bank) The frequency can be known by adjusting the predicted frequency so that the result of inversion from the output value to the power becomes equal to the input signal having the specific input value of the specific frequency. LFM is described below.

스위치 블럭(105)은 기준 신호(Reference signal)(11)를 입력하는 기준 신호 입력 포트미도시를 포함할 수 있다. 부연하면, 판별부(20)에 구성되는 필터 뱅크 간의 이득 보정을 위해서 사전에 스위치를 이용하여 안테나 블럭(10)으로부터의 신호를 차단시키고 참조 신호 입력 포트를 통해 각각의 필터의 센터 주파수에 맞는 CW(Continuos Wave) 신호를 인가하여 각각의 경로간 오차를 사전에 파악하여 보정에 사용한다. 부연하면, 광대역 수신기의 전체 사용 주파수 대역에서 주파수를 스윕하면서 신호를 인가하며, 검파기를 통해 출력되는 전압을 통해 각각의 필터뱅크의 전달함수를 도출한다. 이때, 가변 이득 증폭기의 이득을 가변했을 때의 전달 함수도 도출하게 되며, 각각의 필터뱅크에 있어서 이러한 전달 함수의 상대적인 차이로부터 각각의 경로간 오차를 사전에 파악하여 보정에 사용한다.The switch block 105 may include a reference signal input port (not shown) for inputting a reference signal 11. Further, in order to correct the gain between the filter banks constituting the discrimination unit 20, the signal from the antenna block 10 is cut off by using a switch in advance and the CW (Continuos Wave) signal is applied to each path, and the error between each path is grasped in advance and used for correction. Further, the signal is applied while sweeping the frequency in the entire operating frequency band of the wideband receiver, and the transfer function of each filter bank is derived through the voltage output through the detector. At this time, the transfer function when the gain of the variable gain amplifier is varied is also derived. In each filter bank, the error between each path is known from the relative difference of the transfer function and used for correction.

도 2는 도 1에 도시된 광대역 수신기의 세부 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 안테나 블록(10)은 제 1 내지 제 4 안테나(100,101,102,103)로 구성되는 다중 대역 안테나 어레이가 될 수 있다. 제 1 내지 제 4 안테나(100,101,102,103)는 서로 다른 주파수 대역을 갖는다. 2 is a detailed block diagram of the wideband receiver shown in FIG. Referring to FIG. 2, the antenna block 10 may be a multi-band antenna array including first through fourth antennas 100, 101, 102, and 103. The first to fourth antennas 100, 101, 102, and 103 have different frequency bands.

스위치 블럭(105)은 전력 결합기(104)를 차단 또는 연결하는 스위치(211)와 기준 신호를 입력하는 기준 신호 입력 포트(212) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 부연하면, 스위치(211)는 보정을 위해 전력 결합기(104)를 차단하고, 기준 신호 입력 포트(212)를 통해 기준 신호를 전력 배분기(107)측으로 송출한다. 물론, 스위치 블럭(105)과 전력 배분기(107) 사이에 저잡음 증폭기(106)가 구성될 수 있다.The switch block 105 may include a switch 211 for interrupting or connecting the power combiner 104, a reference signal input port 212 for inputting a reference signal, and the like. In addition, the switch 211 cuts off the power combiner 104 for correction and sends the reference signal to the power distributor 107 side via the reference signal input port 212. Of course, a low noise amplifier 106 may be configured between the switch block 105 and the power distributor 107. [

저잡음 증폭기(106)는 수신기 전체의 잡음 지수를 낮출 목적으로 이용된다. 일반적으로 수신된 전력은 감쇄 및/또는 잡음의 영향으로 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 있다. 따라서, 증폭이 필요한데, 이미 외부에서 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하다. The low noise amplifier 106 is used for the purpose of lowering the noise figure of the whole receiver. Generally, the received power has very low power levels due to attenuation and / or noise. Therefore, amplification is necessary. Since it is a signal that already contains a lot of noise from the outside, the amplification function that minimizes the noise is necessary.

따라서, 저잡음 증폭기(106)는 잡음 지수가 낮도록 동작점과 매칭 포인트를 잡아서 설계된 증폭기이다.Accordingly, the low-noise amplifier 106 is an amplifier designed by holding an operating point and a matching point so that the noise figure is low.

판별부(20)는 전력 분배기(107)를 통해 입력되는 신호에 대해 이득을 여러 단계에 걸쳐 가변하여 증폭 입력 신호를 생성하는 제 1 내지 제 4 광대역 가변 이득 증폭기(108,109,110,111), 증폭 입력 신호를 각각의 통과 대역 특성에 따라 필터링하여 출력 신호를 생성하기 위한 제 1 내지 제 4 필터 뱅크(112,113,114,115), 및 출력 신호 전력을 전압으로 전환하여 최종 출력 신호를 생성하는 제 1 내지 제 4 검파기(116,117,118,119) 등을 포함하여 구성될 수 있다. The discriminator 20 includes first to fourth wideband variable gain amplifiers 108, 109, 110, and 111 for varying the gain of the signal input through the power divider 107 in various stages to generate an amplified input signal, First to fourth filter banks 112, 113, 114 and 115 for filtering output signals in accordance with a passband characteristic of the output signal power and first to fourth detectors 116, 117, 118 and 119 for converting the output signal power into a voltage to generate a final output signal As shown in FIG.

제 1 내지 제 4 필터 뱅크(112,113,114,115)는 대역 통과 필터(Band Pass Filter)가 된다.The first to fourth filter banks 112, 113, 114, and 115 are band pass filters.

도 3은 도 2에 도시된 각각의 필터 뱅크의 주파수 영역에서의 정규화 전달 함수(normalized transfer function)이다. 도 3을 참조하면, 필터 뱅크에 사용되는 대역통과 필터들의 주파수 전달 특성을 보여주고 있다. 광대역으로 분포된 신호들을 동시에 수신하기 위해서 필터 뱅크의 숫자는 상황에 맞게 증가될 수 있다. 여기서, Fc1,Fc2,Fc3,Fc4는 센터 주파수를 나타낸다. 3 is a normalized transfer function in the frequency domain of each filter bank shown in FIG. Referring to FIG. 3, frequency transfer characteristics of the band-pass filters used in the filter bank are shown. The number of filter banks can be increased to suit the situation to simultaneously receive broadband signals. Here, Fc1 , Fc2 , Fc3 , and Fc4 represent the center frequency.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 신호가 수신기에 입력되었을 때, 필터 뱅크 앞단의 주파수 영역에서의 스펙트럼이다. 도 4를 참조하면, 다중 대역 안테나 어레이(도 2의 100 내지 103) 및 광대역 저잡음 증폭기(106) 등을 통하여 다수의 필터 뱅크(112 내지 115)의 입력단에는 도 4와 같은 신호가 입력될 수 있다. 굵은 직선은 광대역 수신기에 인가되는 임의의 주파수의 신호로써 필터 뱅크 앞단에서의 신호이다.FIG. 4 is a spectrum in the frequency domain at the front end of a filter bank when an unknown signal according to an embodiment of the present invention is input to a receiver. 4, a signal as shown in FIG. 4 may be input to input ends of a plurality of filter banks 112 to 115 through a multi-band antenna array (100 to 103 in FIG. 2) and a wideband low-noise amplifier 106 . The bold straight line is a signal at an arbitrary frequency applied to the wideband receiver, and is a signal at the front end of the filter bank.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미지의 신호가 수신기에 입력되었을 때, 인접한 두 필터에서의 출력으로 각각의 필터 뱅크의 전달함수 특성에 따라 출력되는 것을 보여주는 그래프이다. 도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 신호가 수신되고, 필터 뱅크를 통과 했을 경우의 두 인접한 대역의 필터 출력의 개념도이다. Fc1을 센터 주파수로 갖는 필터(520)에서는 손실없이 입력 신호가 출력되지만, 필터의 스커트 부분에 걸쳐있는 Fc2을 센터 주파수로 갖는 필터의 출력510)에서는 필터의 전달함수에 따라 감쇠되어 출력된다. 이때, 펄터의 전달 함수 및 검파기의 동적영역에 따라서 최종 검파기 전압이 너무 작거나 증폭 잡음에 의한 영향만이 보이는 경우가 존재하는데 그 경우에는 가변 이득을 수행하는 광대역 증폭기(도 2의 108 내지 111)의 이득을 증가시킬 필요가 있다. FIG. 5 is a graph showing that, when an unknown signal according to an exemplary embodiment of the present invention is input to a receiver, the output from two adjacent filters is output according to transfer function characteristics of the respective filter banks. Referring to FIG. 5, there is a conceptual diagram of filter outputs of two adjacent bands when the signal shown in FIG. 4 is received and passed through a filter bank. In the filter 520 having the center frequency F c1 , the input signal is outputted without loss, but the output 510 of the filter having the center frequency F c2 spanning the skirt portion of the filter is attenuated according to the transfer function of the filter and is output . In this case, depending on the transfer function of the pulsator and the dynamic range of the detector, there is a case where the final detector voltage is too small or only the influence of the amplification noise is seen. In that case, a wideband amplifier (108-111 in FIG. 2) It is necessary to increase the gain.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 CW(Continuous Wave) 신호, 펄스 변조 신호, 그리고 LFM(Linear Frequency Modulation)이 걸린 펄스 변조 신호의 입력에 대해서, 시간 영역에서 인접한 두 필터 뱅크의 출력을 표시하는 파형도이다. 도 6을 참조하면, 여러 종류의 미지의 신호(610)가 입력되었을 경우로, CW(Continuous Wave)신호, 펄스 변조(Pulse Modulation) 신호, 그리고 RF(Radio Frequency) 신호의 주파수가 선형적으로 변하는 LFM(Linear Frequency Modulation)이 걸린 펄스 변조 신호의 입력에 대해서, 시간 영역에서 인접한 두 필터 뱅크의 출력(620)을 표시하고 있다. 6 shows the output of two filter banks adjacent in the time domain for input of a CW (Continuous Wave) signal, a pulse modulated signal, and a pulse modulated signal with LFM (Linear Frequency Modulation) according to an embodiment of the present invention. Fig. Referring to FIG. 6, when various kinds of unknown signals 610 are input, frequencies of a continuous wave (CW) signal, a pulse modulation signal, and an RF (Radio Frequency) The output 620 of two adjacent filter banks in the time domain is displayed for the input of the pulse modulated signal with LFM (Linear Frequency Modulation).

필터의 전달함수에 따라서 각각의 출력 전압에는 차이가 발생하게 되고, 입력이 펄스 변조일 경우에는 출력에는 펄스가 출력되고, 이 경우에도 펄스의 첨두전압은 필터 뱅크의 전달함수에 따라 달라지게 된다. The output voltage of the filter varies depending on the transfer function of the filter. When the input is pulse-modulated, a pulse is output. In this case, the peak voltage of the pulse depends on the transfer function of the filter bank.

곧, 필터의 전달 함수 및 두 개 이상의 필터 뱅크에서 출력되는 전압값을 알면 안테나로 들어오는 신호의 주파수를 예측할 수 있게 된다. LFM신호의 경우에는 전달함수의 스커트 특성을 이용하게 되면 출력 전압의 첨두값이 선형 증가, 또는 감소하기 때문에 변조 여부를 파악할 수 있다. In other words, knowing the transfer function of the filter and the voltage value output from two or more filter banks makes it possible to predict the frequency of the signal coming into the antenna. In the case of the LFM signal, if the skirt characteristic of the transfer function is used, the peak value of the output voltage linearly increases or decreases.

10: 안테나 블럭
11: 기준 신호
20: 판별부
100: 제 1 안테나
101: 제 2 안테나
102: 제 3 안테나
103: 제 4 안테나
104: 전력 결합기
105: 스위치 블럭
106: 저잡음 증폭기
107: 전력 분배기
108: 제 1 가변 이득 증폭기
109: 제 2 가변 이득 증폭기
110: 제 3 가변 이득 증폭기
111: 제 4 가변 이득 증폭기
112: 제 1 필터 뱅크
113: 제 2 필터 뱅크
114: 제 3 필터 뱅크
115: 제 4 필터 뱅크
116: 제 1 검파기
117: 제 2 검파기
118: 제 3 검파기
119: 제 4 검파기
10: Antenna block
11: reference signal
20:
100: first antenna
101: Second antenna
102: third antenna
103: Fourth antenna
104: power combiner
105: Switch block
106: Low Noise Amplifier
107: Power distributor
108: first variable gain amplifier
109: second variable gain amplifier
110: third variable gain amplifier
111: fourth variable gain amplifier
112: first filter bank
113: second filter bank
114: third filter bank
115: fourth filter bank
116: first detector
117: second detector
118: Third detector
119: fourth detector

Claims (4)

입력 신호들을 실시간 수신하는 다수의 안테나로 구성되는 안테나 블럭;
상기 안테나 블럭으로부터 다수의 안테나의 출력 신호를 결합하는 광대역 전력 결합기;
상기 출력 신호를 차단하고 미리 설정되는 기준 신호를 입력함으로써 보정 안테나 출력 신호를 생성하는 스위치 블럭;
상기 보정 안테나 출력 신호를 분배하는 전력 분배기; 및
배분된 보정 안테나 출력 신호들을 증폭하고 필터링하여 산출되는 최종 출력 신호들을 시간 영역에서 인접한 대역 주파수를 갖는 2개 이상의 최종 출력 신호들로 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 입력 신호들을 판별하는 판별부;를 포함하며,
상기 판별부는,
상기 배분된 보정 안테나 출력 신호들에 대한 이득을 가변하여 증폭 입력 신호들을 생성하는 다수의 광대역 가변 이득 증폭기;
상기 증폭 입력 신호들을 각각의 통과 대역 특성에 따라 필터링하여 출력 신호들을 생성하는 다수의 필터 뱅크; 및
상기 출력 신호들의 전력을 전압으로 전환하여 최종 출력 신호들을 생성하는 다수의 검파기;를 포함하며,
상기 판별부는 광대역 수신기의 입력 신호들을 판별하기 위해 상기 다수의 필터 뱅크의 전달 함수를 이용하며,
상기 입력 신호들의 특정 주파수 유무, 펄스 유무 또는 변조 여부에 대해 판별하되,
상기 특정 주파수 유무는 특정 주파수 대역에서 검파기의 동적영역에 들어와 있는 신호의 첨두값을 검출함에 따라 판별되고,
상기 펄스 유무는 상기 필터 뱅크의 전달함수에 따라서 각각의 출력 전압에는 차이가 발생하게 되고, 펄스의 첨두 전압이 상기 전달함수에 따라 달라지는 것에 의해 판별되며,
상기 변조 여부는 상기 전달함수의 스커트 특성에 따라 상기 출력 전압의 첨두값의 선형 증가 또는 감소에 의해 판별되며,
상기 각각의 통과 대역 특성은 각 필터 뱅크에 다르며,
상기 전달함수는 각 필터 뱅크의 주파수 영역에서의 정규화 전달 함수이고, 상기 전달함수를 통해 상기 출력 전압이 입력 전력값으로 역산이 가능한 것을 특징으로 하는 실시간 수신을 위한 논스윕형 아날로그 광대역 수신기.
An antenna block including a plurality of antennas for receiving input signals in real time;
A broadband power combiner for combining output signals of the plurality of antennas from the antenna block;
A switch block for blocking the output signal and generating a correction antenna output signal by inputting a preset reference signal;
A power divider for distributing the correction antenna output signal; And
A discriminator for comparing the final output signals calculated by amplifying and filtering the distributed correction antenna output signals to two or more final output signals having adjacent frequency bands in the time domain and discriminating the input signals according to the comparison result; ≪ / RTI &
Wherein,
A plurality of wide band variable gain amplifiers for varying gains of the distributed correction antenna output signals to generate amplified input signals;
A plurality of filter banks for filtering the amplified input signals according to respective passband characteristics to generate output signals; And
And a plurality of detectors for converting the power of the output signals to voltages to generate final output signals,
Wherein the discriminator uses transfer functions of the plurality of filter banks to discriminate input signals of a wideband receiver,
Whether or not there is a specific frequency of the input signals, presence or absence of a pulse, or modulation,
The presence or absence of the specific frequency is determined by detecting a peak value of a signal in a dynamic range of a detector in a specific frequency band,
The presence or absence of the pulse is determined by a difference between the output voltages of the filter banks depending on the transfer function of the filter bank and the peak voltage of the pulse varies according to the transfer function.
The modulation is determined by linearly increasing or decreasing the peak value of the output voltage according to the skirt characteristic of the transfer function,
Wherein each passband characteristic is different for each filter bank,
Wherein the transfer function is a normalization transfer function in a frequency domain of each filter bank and the output voltage is inversely multiplied by an input power value through the transfer function.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 안테나 블럭은 다중 대역 안테나 어레이인 것을 특징으로 하는 실시간 수신을 위한 논스윕형 아날로그 광대역 수신기.
The method according to claim 1,
Characterized in that the antenna block is a multi-band antenna array.
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003283368A (en) * 2002-03-20 2003-10-03 Toshiba Corp Clock accuracy compensating circuit for cdm demodulator, compensating method, and cdm demodulator
JP2005175521A (en) * 2003-12-05 2005-06-30 Mitsubishi Electric Corp Receiving apparatus

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